宇宙黎明期から現在に至る漸近巨星分枝星の進化の全体像の解明

• 研究課題/領域番号: 25400233
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 北海学園大学
• 研究代表者: 藤本 正行 北海学園大学, 工学部, 研究員 (00111708)
• 連携研究者: 小笹 隆司 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90263368) ; 須田 拓馬 東京大学, 理学系研究科, 特任助教 (90374735) ; 小宮 悠 東京大学, 理学系研究科, 特任研究員 (10455777)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 恒星進化 / 核種合成過程 / 宇宙初代星 / 銀河系形成史 / 元素の起源 / 漸近巨星分枝星 / 炭素星 / 質量放出 / 銀河形成史 / 初代星 / 恒星の回転 / s-過程元素合成 / 物質混合

研究成果の概要

銀河系ハローから数多くの超金属欠乏星が観測され、その多くが炭素の過剰や中性子捕獲で生成される重元素の含有量に異常な表面組成を示すことが知られている。本研究では、超金属欠乏星の漸近巨星分枝段階での進化、特に、遅い中性子捕獲過程による核種合成について、その特性の全体像を理論的に明らかにするとともに、それに基づき、銀河系ハローの金属欠乏星、とりわけ、炭素の過剰を示す星が齎す中性子捕獲元素の含有量、分布の違いから、これらの炭素過剰星の起源を解明した。この結果から、宇宙初期および銀河系の形成初期には生成される恒星の特性についての新たな知見が導かれ、宇宙初代星の探査への手掛か得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Population III Stars Around the Milky Way (2016)
  • 著者名/発表者名: Komiya, Y., Suda, T., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 820 号: 1 ページ: 59-59
  • DOI: 10.3847/0004-637x/820/1/59
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Most Iron-deficient Stars as the Polluted Population III Stars (2015)
  • 著者名/発表者名: Komiya, Y. Suda, T., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 808 号: 2 ページ: L47-L47
  • DOI: 10.1088/2041-8205/808/2/l47
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Experiments for Nucler Flashes toward Superbursts in an Accreting Neutron Star (2014)
  • 著者名/発表者名: M.Hashimoto, R.Kuromizu,M. Ono,T. Noda, M. Fujimoto
  • 雑誌名: Journal of Astrophysics 巻: 2014 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1155/2014/817986
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of enrichment histories for elements and two modes of star formation during the early evolution of Milky Way (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Suda, T., Komiya, Y., Aoki, W., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings (proceedings of ICNAAM-2014) 巻: 1594 ページ: 93-98
  • DOI: 10.1063/1.4874051
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The New Model of Chemical Evolution of r-process Elements Based on the Hierarchical Galaxy Formation. I. Ba and Eu (2014)
  • 著者名/発表者名: Komiya, Y., Yamada, S., Suda, T., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 783 号: 2 ページ: 132-153
  • DOI: 10.1088/0004-637x/783/2/132
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Stellar Abundances for Galactic Archaeology (SAGA) Database - III. Analysis of enrichment histories for elements and two modes of star formation during the early evolution of the Milky Way (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Suda, T., Komiya, Y., Aoki, W., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 436 号: 2 ページ: 1362-1380
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition of the stellar initial mass function explored using binary population synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Suda, T., Komiya, Y., Yamada, S., Katsuta, Y., Aoki, W., Gil-Pons, P., Doherty, C. L., Campbell, S. W., Wood, P. R., Fujimoto, M. Y.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 432 号: 1 ページ: 46-50
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slt033
  • 査読あり
• [雑誌論文] The stellar initial mass function in the early universe revealed from old stellar populations in our neighbourhood (2013)
  • 著者名/発表者名: The stellar initial mass function in the early universe revealed from old stellar populations in our neighbourhood
  • 雑誌名: The stellar initial mass function in the early universe revealed from old stellar populations in our neighbourhood 巻: 295 号: S295 ページ: 322-322
  • DOI: 10.1017/s1743921313005243
• [学会発表] 連星中性子星合体によるr プロセス元素の化学進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小宮 悠、茂山俊和(東京大学)、藤本正行（北海学園大学）
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス（東京都八王子市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] SAGAデータベースを用いた銀河の化学進化の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須田拓馬, 小宮悠, 大谷友香理, 増山美優, 野田和弘(東京大学), 日高潤(明星大学), 勝田豊, 山田 志真子(北海道大学), 青木和光(国立天文台), 藤本正行(北海学園大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス（東京都八王子市
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 銀河系ハロー:炭素過剰星の起源と星形成史 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤本正行(北海学園大学/北海道大学), 山田志真子 (北海道大学), 須田拓馬, 小宮悠 (東京大学)
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会
  • 発表場所: 群馬大学草津セミナーハウス
  • 年月日: 2015-11-30
• [学会発表] s-過程核種合成と炭素過多金属欠乏(CEMP) 星形成の統一的描像 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田志真子(北海道大学), 須田拓馬, 小宮悠(東京大学), 藤本正行(北海道大学, 北海学園大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 階層的化学進化モデルによるr過程元素の中性子星連星起源説の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小宮 悠、茂山俊和(東京大学)、藤本正行（北海学園大学
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 矮小銀河中の恒星のデータベース(2) (2015)
  • 著者名/発表者名: 須田拓馬, 大谷友香理, 野田和弘, 増山美優(東京大学), 日高潤(明星大学), 勝田豊(北海道大学), 青木和光(国立天文台), 藤本正行(北海学園大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 2Mの最大質量を満足する高密度星の熱的進化モデル (2015)
  • 著者名/発表者名: 野田常雄(久留米工業大学), 安武伸俊(千葉工業大学), 橋本正章(九州大学), 丸山敏毅(原子力機 構), 巽敏隆(京都大学), 藤本正行(北海学園大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2015年秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 恒星の自転の進化–質量および進化段階への依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 勝田豊, 岡崎敦男, 須田拓馬, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 球状星団における元素組成異常と水平分枝形状の起源(2) (2015)
  • 著者名/発表者名: 須田拓馬, 茂山俊和, 辻本拓司, 谷川衝, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 超金属欠乏AGB星での中性子捕獲を伴う核種合成過程とHyper Metalpoor stars (II) (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田志真子, 須田拓馬, 小宮悠, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 銀河系における種族III 星発見にむけて (2015)
  • 著者名/発表者名: 小宮 悠、須田拓馬、藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 恒星の進化に伴うdifferential rotation の生成と成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝田豊, 岡崎敦男, 須田拓馬, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 金属欠乏星における表面汚染とhyper metal-poor stars (2014)
  • 著者名/発表者名: 小宮悠, 須田拓馬, 山田志真子, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 超金属欠乏AGB星での中性子捕獲を伴う核種合成過程とHyper Metalpoor stars (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田志真子, 須田拓馬, 小宮悠, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 連星仮説に基づく超金属欠乏星の起源とHyper Metal-Poor Stars (2014)
  • 著者名/発表者名: 須田拓馬,小宮悠, 山田志真子, 藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 恒星の回転について (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本正行、勝田豊、岡崎敦男、須田拓馬
  • 学会等名: 初代星•初代銀河研究会
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島
• [学会発表] 恒星の自転の進化 II --- 慣性モーメントの変動の金属量依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝田豊,岡崎敦男,須田拓馬,藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学、東京
• [学会発表] Analysis of Enrichment Histories for Elements among the different Galactic Components during the Early Evolution of Milky Way (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田志真子、須田拓馬、小宮悠、藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学、東京
• [学会発表] Current signatures and search for Pop. III stars in the Local Universe (2013)
  • 著者名/発表者名: Komiya, Yutaka; Suda, Takuma; Fujimoto, Masayuki
  • 学会等名: EWASS 2013 Symposium 5: Local Group, Local Cosmology
  • 発表場所: Turku, Finland
• [学会発表] The Evolution of Stellar Rotation and the Origin of Be Stars (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuta, Yutaka; Okazaki, Atsuo T.; Fujimoto, Masayuki Y
  • 学会等名: Massive Stars: From α to Ω
  • 発表場所: Rhodes, Greece
• [学会発表] 恒星の自転の進化 --- 慣性モーメントの変動とBe星の起源 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝田豊,岡崎敦男,須田拓馬,藤本正行
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学、仙台